휴머노이드 로봇
고급 AI 로봇 개발 속도를 가속하다
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개요
피지컬 AI의 다음 시대
범용 휴머노이드 로봇은 인간 중심의 도시 및 산업 근무 현장에 재빨리 적응하여 지루하고 반복적이거나 물리적으로 큰 힘이 필요한 작업을 수행하는 데 도움이 되도록 제작되었습니다.
이러한 로봇은 공장 현장에서 의료 시설까지 다양한 분야에서 인간을 보조하고 자동화를 통해 인력 부족을 완화하는 데 도움이 됩니다.
그러나 휴머노이드 로봇을 구축하는 것은 여러 가지 복잡성과 엔지니어링 과제를 야기합니다. 여기에는 인간과 같은 지각, 자유도, 민첩성, 이동성, 인식 및 전신 제어를 복제하는 것이 포함됩니다.
이를 위해서는 인공지능(AI), 머신 러닝, 물리 기반 시뮬레이션, 센서 기술, 임베디드 컴퓨팅 및 메카트로닉스를 비롯한 로봇 연구 분야와 기술의 발전을 가속화해야 합니다.
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기술적 구현
휴머노이드 로봇 개발의 발전
NVIDIA는 가속 시스템, Blueprints, 도구, 서비스, 알고리즘 및 기타 로봇 기술을 개발하고 있으며, 이는 범용 휴머노이드 폼 팩터 로봇을 구축하는 데 사용할 수 있습니다.
3가지 컴퓨터 솔루션
휴머노이드 로봇은 주어진 환경 내에서 자율적으로 감지, 계획, 행동해야 하며, 위해서는 대량의 데이터를 실시간으로 처리해야 합니다. 이를 위해서는 로봇 두뇌를 지원하는 파운데이션 모델을 훈련하고, 로봇 두뇌를 시뮬레이션 및 검증하며, 최종적으로 이러한 두뇌와 관련 소프트웨어를 실제 로봇에 배포해야 합니다.
세 가지 AI 시스템은 다음과 같습니다.
- 강력한 생성형 피지컬 AI 모델 및 로봇 파운데이션 모델을 훈련시키기 위해 NVIDIA H100 또는 B100 프로세서를 탑재한 NVIDIA DGX™의 NVIDIA AI 슈퍼컴퓨터.
- 합성 데이터 생성, 로봇 학습, 시뮬레이션에서의 테스트를 위해 NVIDIA RTX™ GPU를 탑재한 NVIDIA OVX™ 컴퓨터는 NVIDIA Omniverse™를 기반으로 구축된 NVIDIA Isaac Sim™ 및 Isaac™ Lab과 같은 시뮬레이션 프레임워크를 갖습니다.
- NVIDIA Blackwell 아키텍처를 기반으로 구축된 NVIDIA Jetson Thor™와 같은 로봇 탑재 런타임 컴퓨터는 짧은 지연 시간, 높은 처리량 추론을 실행할 수 있습니다.
NVIDIA Isaac GR00T
NVIDIA Isaac GR00T는 개발자가 AI 기반 휴머노이드 로봇을 구축, 학습, 테스트 및 배포할 수 있도록 지원하는 범용 휴머노이드 로봇용 오픈 레퍼런스 플랫폼입니다.
로봇 파운데이션 모델
휴머노이드 로봇은 다양한 작업을 수행하기 위해 여러 기술이 필요하며, 기존에는 비용이 많이 드는 별도의 AI 모델이 필요했습니다. 로봇 파운데이션 모델은 광범위한 데이터로 훈련되어 일반화 가능한 기술을 개발함으로써 이러한 문제를 해결합니다. 이를 통해 로봇은 다양한 작업과 환경에 적응할 수 있습니다.
Isaac GR00T 오픈 파운데이션 모델은 범용 휴머노이드 로봇의 추론 및 기술에 이상적입니다. 이 교차-구현 솔루션은 언어와 이미지를 포함한 멀티모달 입력을 사용하여 다양한 환경에서 조작 작업을 수행합니다.
이러한 모델은 실제 수집 데이터, 합성 데이터, 그리고 인터넷 규모의 비디오 데이터로 구성된 방대한 휴머노이드 데이터셋을 기반으로 학습됩니다. 또한 특정 로봇 형태, 작업 및 환경에 맞게 사후 학습을 적응할 수 있습니다.
Isaac GR00T 모델은 물체 잡기, 한쪽 또는 양쪽 팔로 물체 이동하기, 한 팔에서 다른 팔로 물체 전달하기와 같은 일반적인 작업 전반에 걸쳐 쉽게 일반화할 수 있으며, 긴 컨텍스트와 일반 범용 기술의 조합이 필요한 다단계 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 기능은 자재 취급, 포장, 검사를 포함한 다양한 사용 사례에 적용될 수 있습니다.
로봇 학습 및 시뮬레이션 프레임워크
개발자가 휴머노이드 로봇을 실제 세계에 배포하기 전에 다양한 물리적으로 정확한 환경과 조건에 맞게 훈련하는 데 필수적인 시뮬레이션입니다.
Omniverse 플랫폼을 기반으로 구축된 NVIDIA Isaac Sim, Isaac Lab과 같은 로봇 학습 및 시뮬레이션 프레임워크는 물리적으로 정확한 시뮬레이션을 가능하게 하여 다수의 휴머노이드 로봇 에이전트를 동시에 훈련하고 검증합니다.
Isaac Lab은 Isaac Sim을 기반으로 구축된 오픈 소스 통합 로봇 학습 프레임워크로, 이러한 학습 기법을 적용하여 로봇 정책을 훈련할 수 있습니다. 그런 다음 물리 기반 가상 환경에서 휴머노이드를 구축, 시뮬레이션, 테스트하는 참조 애플리케이션인 Isaac Sim에서 훈련된 로봇 정책을 검증할 수 있습니다.
차세대 로봇 장착 컴퓨팅 플랫폼
또한 다양한 조건에서 적절한 성능, 지연 시간, 기능성 안전성을 갖춘 휴머노이드를 지원하는 멀티모달 AI 모델의 앙상블을 실행하는 데 로봇 하드웨어가 필수적입니다.
NVIDIA의 Blackwell GPU 아키텍처를 기반으로 한 NVIDIA Jetson AGX Thor는 초고성능 AI 컴퓨팅과 새로운 트랜스포머 엔진을 제공합니다. 이를 통해 차세대 휴머노이드의 개발을 지원하는 데 필요한 AI 슈퍼파워를 최첨단 기술에서 제공할 수 있습니다.
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FAQ
휴머노이드 로봇은 인간 중심 환경에서 작동하도록 설계되었으며, 공장, 창고, 병원 및 소매 환경에서 지루하고 반복적이거나 육체적으로 힘든 작업을 수행합니다. 가까운 장래에는 자재 취급, 물품 피킹 및 배치, 기계 관리, 기본 검사, 그리고 물품을 들어 올리거나 운반 또는 이송하는 작업자를 지원하는 업무 등이 포함됩니다.
NVIDIA Isaac 기술은 휴머노이드 로봇 "두뇌"를 학습, 시뮬레이션 및 배포하기 위한 엔드투엔드 스택을 제공합니다. 여기에는 범용 추론을 위한 Isaac GR00T 오픈 모델에 대한 액세스가 포함됩니다. 개발자는 또한 오픈 소스 로봇 학습 프레임워크인 Isaac Lab을 활용하여 빠르게 반복 개발하고, 다양한 로봇 형태에 걸쳐 기술을 재사용하며, 하드웨어에 배포하기 전에 Isaac Sim에서 정책을 검증할 수 있습니다.
시뮬레이션을 통해 팀은 실제 배포에 앞서 실제 시설의 디지털 트윈 내에서 휴머노이드로봇을 학습하고 테스트할 수 있으므로 사람, 장비 또는 로봇을 위험에 빠뜨리지 않고도 동작, 엣지 케이스 및 실패 모드를 평가할 수 있습니다. 이 시뮬레이션 우선 접근 방식은 값비싼 물리적 프로토타입과 대규모 현장 테스트의 필요성을 줄여 통합 문제를 더 빨리 발견하고 배포 사이클을 단축하는 데 도움을 줍니다.
NVIDIA의 플랫폼은 제한된 실제 시연과 대규모 합성 데이터 및 시뮬레이션을 결합하여 로보틱스 데이터 격차를 해소하기 위해 구축되었습니다. 개발자는 오픈 소스 Isaac Lab 프레임워크와 Isaac Sim을 사용하여 방대한 양의 사실적인 학습 데이터를 생성할 수 있습니다. 또한 GR00T-Dreams와 같은 블루프린트는 Cosmos 월드 파운데이션 모델을 사용하여 간단한 지시만으로 완전히 새로운 합성 궤적 데이터를 생성하며, 대규모 실제 데이터셋을 사전에 요구하지 않고도 정책을 부트스트랩할 수 있도록 지원합니다.
휴머노이드 로봇은 클라우드 연결에 의존하지 않고 멀티모달 데이터를 처리하며 기능 안전성을 보장하기 위해 강력한 온보드 컴퓨팅을 필요로 합니다. Blackwell 아키텍처를 기반으로 구축된 NVIDIA Jetson AGX Thor는 생성형 AI 및 파운데이션 모델을 로봇에서 직접 실행하는 데 필요한 AI 성능과 저지연을 제공하여 이러한 역할을 수행합니다. 이를 통해 로봇은 다양한 실제 환경에서 자율적으로 감지, 계획, 행동할 수 있습니다.
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